(57)【要約】【目的】  エッジ距離に対する印刷品質のばらつきが抑制され、ドット形状の再現性が良好なサーマルヘッド及びその製造方法を得る。【構成】  基板上に、基板表面との間に段差を与える均一厚部と、この均一厚部と基板表面とを滑らかに接続する隆起形状部とを有する片凸断面形状を備えたサーマルヘッドにおいて、隆起形状部は、基板表面からの高さが均一厚部を超えて最大となる頂点位置を有し、この頂点位置と基板表面の間に、曲率半径が略一定の断面真円形状をなす断面真円領域が存在している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、基板表面との間に段差を与える均一厚部と、この均一厚部と基板表面とを滑らかに接続する隆起形状部とを有する片凸断面形状を備えたサーマルヘッドにおいて、
前記隆起形状部は、基板表面からの高さが前記均一厚部を超えて最大となる頂点位置を有し、この頂点位置と基板表面の間に、曲率半径が略一定の断面真円形状をなす断面真円領域が存在していることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
請求項１記載のサーマルヘッドにおいて、前記断面真円形状の曲率半径は、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であるサーマルヘッド。
【請求項３】
請求項１または２記載のサーマルヘッドにおいて、前記隆起形状部の断面真円領域の上に少なくとも一部を位置させた、複数の発熱抵抗体が備えられているサーマルヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のサーマルヘッドにおいて、前記隆起形状部の頂点位置と前記均一厚部は、基板表面からの高さの差が０．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲にあるサーマルヘッド。
【請求項５】
基板上に片凸断面形状を形成するための材料層を、基板全面に均一膜厚で成膜する工程と、
この材料層上に、該材料層の表面との間に段差を与える均一膜厚のレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層の膜厚、ベーク温度及びベーク時間のうち少なくとも１つを制御してレジストベークすることにより前記レジスト層の断面形状を、前記材料層の表面との間に段差を与える均一厚部と、前記材料層の表面からの高さが前記均一厚部を超えて最大となる頂点位置から前記材料層の表面までの間に曲率半径が略一定の断面真円領域が存在し、前記材料層の表面と前記均一厚部を滑らかに接続する隆起形状部とを有する片凸断面形状に規定する工程と、
前記レジスト層が完全に除去されるまで、該レジスト層と前記材料層をドライエッチングし、前記レジスト層のレジストベーク後の片凸断面形状に対応する片凸断面形状の材料層を前記基板上に形成する工程と、
を有することを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載のサーマルヘッドの製造方法において、前記材料層は、蓄熱層による単層構造、または蓄熱層を含む多層構造で形成されるサーマルヘッドの製造方法。
【請求項７】
基板上に、該基板表面との間に段差を与える均一膜厚のレジスト層を形成する工程と、
レジストベークにより前記レジスト層の断面形状を、前記基板表面との間に段差を与える均一厚部と、前記基板表面からの高さが前記均一厚部を超えて最大となる頂点位置から前記基板表面までの間に曲率半径が略一定の断面真円領域が存在し、前記基板表面と前記均一厚部を滑らかに接続する隆起形状部とを有する片凸断面形状に規定する工程と、
を有することを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば熱転写型プリンタに搭載されるサーマルヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルヘッドは、放熱性に優れた基板上に、例えばガラス等の高断熱材料からなる蓄熱層と、通電により発熱する複数の発熱抵抗体と、各発熱抵抗体に個別に導通接続した複数の個別電極と、全発熱抵抗体に導通接続したコモン電極とを備え、コモン電極及び個別電極を介して発熱させた発熱抵抗体を、インクリボンとプラテンローラに巻きつけられた状態の印刷媒体に圧接させることで印刷動作する。このようなサーマルヘッドは、印刷品質を向上させるため、基板自体を凸形状とし、印刷時に印刷媒体に対して接触応力を加えるようにした凸型基板タイプが一般的である。凸型基板としては、例えばＳｉ基板に結晶異方性エッチングを施して段差を形成し、この段差の角部を例えばフッ硝酸エッチングにより丸く整えた後に、蓄熱層や発熱抵抗体を順次積層してなるものや、平坦なアルミナ基板上にガラス蓄熱層を用いて凸形状部を形成してなるものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−４８９６０号公報
【特許文献２】特開平３−２５１４６６号公報
【特許文献３】特開平４−２４６５５１号公報
【特許文献４】特開平７−１７０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来では、より大きな接触応力を得るべく基板表面と凸形状部との間の段差が鋭利に形成されていることから、印刷時に発生する接触応力は凸形状部上の発熱抵抗体の一部に集中する。このため、基板端部から凸形状部の頂点位置（あるいは、凸形状部上に形成された発熱抵抗体の抵抗長方向の中心位置）までの距離（以下、「エッジ距離」という）が規定値から外れると、凸形状部上の発熱抵抗体に加わる接触応力の大きさが変動してしまい、ドット形状の再現性が悪いなど印刷品質に悪影響をおよぼす。また複数のサーマルヘッド間においては、各サーマルヘッド個体毎のエッジ距離のばらつきにより、各サーマルヘッドの印刷結果にばらつきが生じてしまう。よって、エッジ距離を厳密に規定する必要があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、エッジ距離に対する印刷品質のばらつきが抑制され、ドット形状の再現性が良好なサーマルヘッド及びその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、印刷時の接触応力が発熱抵抗体全体に均等に加わっていれば、エッジ距離が多少変化しても該接触応力の変動は少なく印刷品質に影響が少ないこと、及びドット形状の再現性が良いことに着目し、さらに、上記接触応力を発熱抵抗体全体に均等に加える蓄熱層の断面形状としては、曲率半径が略一定となる断面真円形状を有する片凸断面形状が最適であることを見出して完成されたものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、基板上に、基板表面との間に段差を与える均一厚部と、この均一厚部と基板表面とを滑らかに接続する隆起形状部とを有する片凸形状を備えたサーマルヘッドにおいて、隆起形状部は、基板表面からの高さが均一厚部を超えて最大となる頂点位置を有し、この頂点位置と基板表面の間に、曲率半径が略一定の断面真円形状をなす断面真円領域が存在していることを特徴としている。
【０００８】
基板表面からの高さ方向において隆起形状部の断面真円領域は、基板表面から頂点位置までの全領域から、基板表面側と頂点位置側の両端の一部をそれぞれ除いた中間領域である。断面真円領域は、例えば全領域の２０〜８０％に相当していることが好ましい。この断面真円形状の曲率半径は、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが実際的である。この範囲内であれば断面真円形状を得やすい。
【０００９】
片凸断面形状の上には、隆起形状部の断面真円領域内に少なくとも一部を位置させた、複数の発熱抵抗体が備えられていることが好ましい。この態様によれば、エッジ距離が多少変化しても、印刷時に発熱抵抗体とプラテンローラとの間に加わる接触応力が変わらないので、印画品質を向上させることができる。
【００１０】
隆起形状部の頂点位置と均一厚部は、基板表面からの高さの差が０．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲にあることが好ましい。この差が存在することにより、発熱抵抗体に応力を集中させることができる。
【００１１】
本発明は、製造方法の態様によれば、基板上に片凸断面形状を形成するための材料層を基板全面に均一膜厚で成膜する工程と、この材料層上に、該材料層の表面との間に段差を与える均一膜厚のレジスト層を形成する工程と、レジスト層の膜厚、ベーク温度及びベーク時間のうち少なくとも１つを制御してレジストベークすることによりレジスト層の断面形状を、材料層の表面との間に段差を与える均一厚部と、材料層の表面からの高さが均一厚部を超えて最大となる頂点位置から材料層の表面までの間に曲率半径が略一定の断面真円領域が存在し、材料層の表面と均一厚部を滑らかに接続する隆起形状部とを有する片凸断面形状に規定する工程と、レジスト層が完全に除去されるまで、該レジスト層と材料層をドライエッチングし、レジスト層のレジストベーク後の片凸断面形状に対応する片凸断面形状の材料層を基板上に形成する工程とを有していることを特徴としている。
【００１２】
材料層は、蓄熱層による単層構造、または蓄熱層を含む多層構造で形成されることが実際的である。
【００１３】
上記片凸断面形状は、材料層を用いずに、基板自体によって形成することも可能である。すなわち、基板上に、該基板表面との間に段差を与える均一膜厚のレジスト層を形成する工程と、レジストベークによりレジスト層の断面形状を、基板表面との間に段差を与える均一厚部と、基板表面からの高さが前記均一厚部を超えて最大となる頂点位置から基板表面までの間に曲率半径が略一定の断面真円領域が存在し、前記基板表面と均一厚部を滑らかに接続する隆起形状部とを有する片凸断面形状に規定する工程とを有していることを特徴を有している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、エッジ距離に対する印刷品質のばらつきが抑制され、ドット形状の再現性が良好なサーマルヘッド及びその製造方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明によるサーマルヘッドの構造を示す断面図である。本サーマルヘッドは、巨視的な凹凸のない平坦な基板１の上に、片凸断面形状を形成する蓄熱層２を有している。蓄熱層２の表面は例えばＳｉＯ2からなる絶縁層３で覆われており、この絶縁層３を介した蓄熱層２の上に、図示Ｙ方向（図１の紙面に対して垂直な方向）に微小間隔をあけて整列した複数の発熱抵抗体４ａが配置されている。蓄熱層２は、Ｓｉ（シリコン）と、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）等のような遷移金属の中から選択される少なくとも１つと、Ｏ2（酸素）とを含む酸化化合物からなり、耐熱温度が約１０００℃程度の高耐熱性を有している。
【００１６】
複数の発熱抵抗体４ａは、絶縁層３の上に形成された抵抗層４の一部であり、通電により発熱する。各発熱抵抗体４ａの表面は、ＳｉＯ2からなる絶縁バリア層５によって覆われている。絶縁バリア層５は、各発熱抵抗体４ａの表面酸化を防止する酸化防止層として機能する。複数の発熱抵抗体４ａの一端側には、すべての発熱抵抗体４ａに共通に接続される共通電極６が接続され、他端側には各発熱抵抗体４ａ毎に個別に接続される個別電極７が接続されている。本実施形態では基板１としてＳｉ基板を用いており、共通電極６は、抵抗層４及び基板１上に形成され、基板１も電極として機能させる。個別電極７の上には配線用のＡｌ電極８が形成されている。絶縁バリア層５、共通電極６及び個別電極７の表面には、図示されていないが、インクリボン等の接触から該絶縁バリア層５、共通電極６及び個別電極７を保護する耐磨耗性保護層が形成されている。
【００１７】
本実施形態のサーマルヘッドは、基板１の上に備えた片凸断面形状に特徴を有するものであり、以下では、この片凸断面形状について詳細に説明する。
【００１８】
基板１の一端側近傍には、上述したように蓄熱層２によって、平坦な基板表面１ａとの間に段差を与える均一厚部２ａと、基板表面１ａと均一厚部２ａとの間を滑らかに接続する隆起形状部２ｂとを有する片凸断面形状が形成されている。蓄熱層２の隆起形状部２ｂは、その基板表面１ａからの高さ（膜厚）が均一厚部２ａの膜厚ｔａを超えて最大となる頂点位置Ｐ（膜厚ｔｐ＞ｔａ）を有している。この頂点位置Ｐと基板表面１ａの間には、曲率半径Ｒが略一定の断面真円形状をなす断面真円領域Ｄｃが存在している。上記複数の発熱抵抗体４ａは、各々の少なくとも一部が断面真円領域Ｄｃに含まれるように、配置されている。
【００１９】
図２は、蓄熱層２の形状プロファイルとその曲率半径Ｒを関連させて示すグラフである。曲率半径Ｒは、蓄熱層２の形状プロファイルにおいて異なる３つの座標位置をサンプリング点とし、周知の三点円弧法により算出した値である。サンプリングは５μｍ間隔で行なった。図２では、基板位置５７０μｍが隆起形状部２ｂの頂点位置Ｐに相当している。
【００２０】
図２を見ると、蓄熱層２の曲率半径Ｒは、隆起形状部２ｂの基板位置６３０μｍ〜６７５μｍの領域で最も低く、７００μｍ程度で略一定になっていることがわかる。この曲率半径Ｒが略一定となる断面真円領域Ｄｃは、基板表面１ａから頂点位置Ｐまでの膜厚方向の全領域Ｄから上下端（頂点位置近傍及び基板表面近傍）をそれぞれ除いた中間領域であり、該全領域Ｄの約７０％に相当している。断面真円領域Ｄｃよりも均一厚部２ａ側及び基板表面１ａ側では、蓄熱層２の曲率半径Ｒは、非常に大きな値となり、僅かな測定誤差により値が大きく変動してしまうため、小さなサンプリング間隔では算出が難しい。
【００２１】
隆起形状部２ｂの断面真円領域Ｄｃは、基板位置方向（図示Ｘ方向）においては５０μｍ以下であることが好ましく、膜厚方向（図示Ｚ方向）においては、頂点位置Ｐから基板表面１ａまでの全領域Ｄの約２０〜８０％に相当する領域であることが好ましい。また、隆起形状部２ｂの断面真円形状の曲率半径は、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。これらの条件範囲を満足することにより、隆起形状部２ｂにおいて断面真円形状が得やすくなる。
【００２２】
また、隆起形状部２ｂの頂点位置Ｐは均一厚部２ａよりも盛り上がっており、頂点位置Ｐでの膜厚ｔｐが均一厚部２ａでの膜厚ｔａよりも大きくなっている。この膜厚差（ｔｐ−ｔａ）が存在することにより、発熱抵抗体４ａをプラテンローラに良好に接触させることができ、プラテンローラからの接触応力が発熱抵抗体４ａに集中する。
【００２３】
図３は、図１に示す本サーマルヘッドＨと図１２に示す従来形状のサーマルヘッドＨ’のそれぞれについて、発熱抵抗体４ａ及び基板端面（エッジ部）１ｅの各々にかかる接触応力とエッジ距離との関係を示すグラフである。図４及び図５は、エッジ距離を変化させた場合における、サーマルヘッドＨ及びサーマルヘッドＨ’の基板位置に対する接触応力の変化を示すグラフである。この図３〜図５におけるエッジ距離Ｅは、基板端面１ｅから発熱抵抗体４ａの抵抗長方向の中心位置ｘ１（図１）、ｘ２（図１２）までのエッジ距離Ｅ２を測定したものである。
【００２４】
一般にサーマルヘッドは、印画リボンと印刷媒体（例えば印画紙等）とを介してプラテンローラに圧接することで印刷動作しているが、このサーマルヘッドが熱転写型プリンタに搭載される場合には、上記エッジ距離Ｅに比してプラテンローラが大きいことから、発熱抵抗体４ａと基板端面１ｅの両方がプラテンローラに接することになる。
【００２５】
蓄熱層２の隆起形状部２ｂに曲率半径Ｒが略一定となる断面真円領域Ｄｃを有するサーマルヘッドＨでは、図４に明らかなように、蓄熱層２においては隆起形状部２ｂの頂点位置Ｐ付近で接触応力が最大となり、この頂点位置Ｐを挟む両側領域にほぼ一定の接触応力が加わっている。よって、隆起形状部２ｂの断面真円領域Ｄｃ上に配置された複数の発熱抵抗体４ａには、ほぼ一定の接触応力が均一に加わることが分かる。図３に示されるように、エッジ距離が大きくなるにつれて、発熱抵抗体４ａにかかる接触応力は低減し、基板端面１ｅにかかる接触応力が増大する傾向はあるが、エッジ距離を２５０μｍから３００μｍに変化させたとき、発熱抵抗体４ａにかかる接触応力の変化量は０．３ＭＰａ以内に抑えられている。
【００２６】
基板表面１ａと蓄熱層２’との間の段差を鋭利に形成したサーマルヘッドＨ’では、図５に明らかなように、蓄熱層２’においてはコーナー部αから発熱抵抗体４ａの中心位置ｘ２の間で接触応力が最大となり、該中心位置ｘ２よりも基板端面１ｅから離れるにつれて接触応力は急減している。よって、複数の発熱抵抗体４ａには、各発熱抵抗体４ａの中心位置ｘ２で最も大きな接触圧力が加わることが分かる。図３に示されるように、エッジ距離が大きくなるにつれて、発熱抵抗体４ａにかかる接触応力は低減し、基板端面１ｅにかかる接触応力が増大する傾向がある。エッジ距離を２５０μｍから３００μｍに変化させたとき、発熱抵抗体４ａにかかる接触応力の変化量は２ＭＰａを超える。
【００２７】
以上の図３〜図５から明らかなように、曲率半径Ｒが略一定となる断面真円領域Ｄｃの上に複数の発熱抵抗体４ａが備えられていれば、エッジ距離の多少のばらつきにかかわらず、発熱抵抗体４ａに加わる接触応力を略一定に保つことが可能になる。別言すれば、エッジ距離が多少変化しても、発熱抵抗体４ａはプラテンローラに対して均一な力で圧接する。これにより、印刷ドット形状の再現性が良好になり、印刷媒体がサーマルヘッドに接触する際の接触角度のばらつきが発熱抵抗体４ａへの接触応力の変動に影響を及ぼすこともなく、印刷品質を向上させることができる。また、製造工程でエッジ距離を厳密に規定せずに済むので、歩留まりが改善される。なお、従来のサーマルヘッドＨ’では、エッジ距離の変化に対する接触圧力の変動が大きいため、発熱抵抗体４ａにかかる接触圧力の最適値が得られるエッジ距離を厳密に規定する必要がある。
【００２８】
次に、図６〜図９を参照し、図１に示すサーマルヘッドの製造方法について説明する。
【００２９】
先ず、図６に示すように、平坦かつ平面的な基板表面１ａ上に、蓄熱層２を全面的に成膜する。ここで、「平坦」とは基板表面１ａに巨視的な凹凸のない平坦な状態を意味し、「平面的」とは基板表面１ａにソリ及び欠け等の形状変化がない状態を意味する。本実施形態では基板１としてＳｉ基板を用いる。基板１は、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）、セラミック材料、又は金属等からなる基板を用いてもよい。
【００３０】
蓄熱層２は、Ｓｉと、遷移金属の中から選択される少なくとも１つと、Ｏ2とを含む酸化化合物により、１５〜３５μｍ程度の膜厚で成膜する。この蓄熱層２は、例えばＳｉを６５〜８５mol％、Ｔａを３５〜１５mol％とした組成のＳｉとＴａの合金ターゲット、あるいはＳｉを６５〜８５mol％、Ｔａを３０〜１５mol％、Ｗ等のほかの遷移金属を２０〜０mol％とした合金ターゲットを用いて、ＡｒとＯ2の混合ガス雰囲気でスパッタリングを行なうことにより形成される。このスパッタリング時に、スパッタリングガスの圧力を０．８〜１．６Ｐａ（パスカル）の範囲とし、かつ、Ｏ2ガス流量をスパッタリングレート（成膜速度）が最大となるような値にして成膜すれば、得られる蓄熱層２は柱状質を有する黒色の酸化物となり、熱拡散率が小さく且つ断熱性に優れたものとなる。本実施形態で得られる蓄熱層２の耐熱温度は、約１０００℃程度である。蓄熱層２を構成する遷移金属としては、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｈｆ、Ｗの中から選択される１種又は２種以上を適宜組み合わせて用いればよいが、これらの中でも特にＴａ、Ｍｏ、Ｗを単体あるいは他の遷移金属と組み合わせて用いることが特に好ましい。また、例えばＳｉ−Ｔａ−Ｗ−Ｍｏ−Ｆｅ−ＮｉやＳｉ−Ｔａ−Ｗ−Ｍｏ−Ｔｉ−Ｚｒ等の多元素系の組成として用いても特性の良い蓄熱層２を形成することが可能である。なお、蓄熱層２は、ガラスグレーズにより形成してもよい。
【００３１】
蓄熱層２の成膜後は、約８００℃〜１０００℃で真空アニール処理を行ない、基板１のソリを矯正する。蓄熱層２は１５〜３５μｍ程度と厚く形成されているため、通常であれば膜の圧縮応力によって基板１に大きなソリが発生するおそれがある。これに対し、本実施形態では蓄熱層２が柱状質に形成され、さらに上記真空アニールによって蓄熱層２自体が緻密化されて膜内部の圧縮応力が低減されることから、基板１に発生するソリを大幅に低減することができる。具体的には、例えば３インチ角の基板の場合には、ソリを０．１ｍｍ以内とすることができる。また、上記真空アニール処理により蓄熱層２には予め熱履歴が与えられるので、蓄熱層２自体の耐熱性に対する信頼度をより高めることができる。
【００３２】
続いて、同図６に示すように、蓄熱層２の上に、基板１の一端側近傍に位置させて、該蓄熱層２との間に段差を与える均一膜厚のレジスト層１０を形成する。レジスト層１０は、蓄熱層２の断面形状を規定するためのものであり、形成段階ではその断面形状が基板表面１ａに対してほぼ垂直な角部を有する長方形状である。
【００３３】
レジスト層１０を形成したら、レジストベークを行なう。このレジストベークにより、レジスト層１０の断面形状、特にレジスト層１０の角部の断面形状を設定する。具体的にレジスト層１０の断面形状は、図７に示すように、蓄熱層２との間に段差を与える均一厚部１０ａと、蓄熱層２の表面と均一厚部１０ａとの間を滑らかに接続する隆起形状部１０ｂとを有する片凸断面形状とし、さらにレジスト層１０の隆起形状部１０ｂに、基板表面１ａからの高さが均一厚部１０ａを超えて最大となる頂点位置１０Ｐと、この頂点位置１０Ｐと基板表面１ａの間で曲率半径Ｒが略一定になる断面真円形状をなす断面真円領域１０Ｄｃとを形成する。
【００３４】
レジストベーク後のレジスト層１０の断面形状は、図１０及び図１１に示されるように、レジストベーク温度及びレジストベーク時間に応じて決定される。図１０は、レジストベーク時間を一定とし、レジストベーク温度を１３０℃と１４０℃で変化させた場合のレジスト層の断面形状を比較して示す断面図である。図１１は、レジストベーク温度を一定（１４０℃）とし、レジストベーク時間を６０秒、９０秒、１２０秒で変化させた場合のレジスト層の断面形状を比較して示す断面図である。図１０及び図１１を見ると、レジストベーク温度が高温であるほど、また、レジストベーク時間が長いほど、隆起形状部１０ｂの最大高さ位置が低くなり、隆起形状部１０ｂの曲率が緩やかになることがわかる。このレジストベーク時間及びレジストベーク温度、さらにレジスト層１０の形成時の膜厚のうち少なくとも１つを制御することにより、レジストベーク後のレジスト層１０の断面形状を所望形状に設定することができる。あるいは、レジスト露光時にグレースケールマスクを用いてレジスト層に照射される光量を制御することにより、レジスト層１０の断面形状を定めることも可能である。
【００３５】
レジスト層１０の断面形状を決定したら、図８に示すように、ドライエッチング処理を行なう。ドライエッチング処理では、イオンミリング又はエッチング等により異なる複数の方向（図８の矢印方向）からレジスト層１０と蓄熱層２を削っていき、レジスト層１０を完全に除去する。この際、レジスト層１０と蓄熱層２の選択比（エッチングレート比）は０．８以上１．２以下になるように制御する。この範囲内であれば、レジスト層１０を完全に除去したときに蓄熱層２が、前工程で決定したレジスト層１０の断面形状に対応した断面形状となる。すなわち、蓄熱層２の断面形状は、レジスト層１０と蓄熱層２の選択比が１を除く０．８以上１．２以下であるときにレジスト層１０と相似形状になり、選択比が１であるときにレジスト層１０とほぼ同一形状になる。これにより、図９に示すように蓄熱層２は、基板表面１ａに段差を与える均一厚部２ａと、基板表面１ａと均一厚部２ａの間を滑らかに接続する隆起形状部２ｂとを有する片凸断面形状となる。この状態で蓄熱層２の隆起形状部２ｂは、均一厚部２ａよりも突起して基板表面１ａからの高さ（膜厚）が最大となる頂点位置Ｐを有し（ｔｐ＞ｔａ）、この頂点位置Ｐから基板表面１ａとの間に、曲率半径Ｒが略一定となる断面真円領域Ｄｃが存在する。
【００３６】
続いて、蓄熱層２の上に絶縁層３と抵抗層４を連続成膜し、抵抗層４の熱的な抵抗値を安定化させるために、約８００〜１０００℃で再度、真空アニール処理を行なう。成膜にはスパッタや蒸着法を用いることができる。絶縁層３はＳｉＯ2により形成し、抵抗層４はＴａ2Ｎ又はＴａ−ＳｉＯ2等のサーメット材料により形成する。真空アニール処理後は、抵抗層４の上にＳｉＯ2からなる絶縁バリア層５を成膜する。そして、絶縁バリア層５を所定形状にパターニングして不要な絶縁バリア層５を除去する。本実施形態では、蓄熱層２の隆起形状部２ｂの断面真円領域Ｄｃの少なくとも一部を含む範囲上に、絶縁バリア層５を残す。この絶縁バリア層５で覆われた範囲の抵抗層４が後工程で複数の発熱抵抗体４ａとなる。
【００３７】
続いて、抵抗層４及び絶縁バリア層５の上に、例えばＣｒにより耐熱電極層を全面的に成膜する。成膜後は、フォトリソグラフィ技術を用いて、絶縁バリア層５上に位置する耐熱電極層をエッチング等により除去すると共に、耐熱電極層のパターン形状を規定する。これにより、蓄熱層２の断面真円領域Ｄｃの上に、少なくとも一部を位置させて、絶縁バリア層５で覆われた複数の発熱抵抗体４ａが図１のＹ方向に微小間隔をあけて配置される。耐熱電極層は、発熱抵抗体４ａのすべてに接続する共通電極６と、各発熱抵抗体４ａに個別に接続する個別電極７とに分離される。共通電極６及び個別電極７は絶縁バリア層５にオーバーレイしている。個別電極７には配線用のＡｌ電極８が形成される。そして最後に、絶縁バリア層５、共通電極６及び個別電極７の上に耐磨耗保護層（不図示）を形成すると、図１に示すサーマルヘッドが得られる。
【００３８】
以上の実施形態では、蓄熱層２により片凸断面形状を基板１上に形成しているが、基板１と蓄熱層２の間に絶縁層を介在させて該絶縁層と蓄熱層２により片凸断面形状を形成してもよく、また、基板自体を本発明による片凸断面形状を形成してもよい。基板自体に本発明による片凸断面形状を形成する場合には、先ず基板上にレジスト層を全面的に形成し、レジストベーク制御によりレジスト層の断面形状を本発明による片凸断面形状に規定した後、レジスト層が完全になくなるまで該レジスト層と基板とをドライエッチングし、片凸断面形状を有する基板上に蓄熱層及び抵抗層を順に積層形成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明によるサーマルヘッドの構造を示す断面図である。
【図２】図１の蓄熱層の形状とその曲率半径を関連させて示したグラフである。
【図３】エッジ距離と発熱抵抗体面及び基板端面にかかる接触応力との関係をそれぞれ示すグラフである。
【図４】エッジ距離を変化させた場合における、図１のサーマルヘッドの基板位置に対する接触応力の変化を示すグラフである。
【図５】エッジ距離を変化させた場合における、図１２のサーマルヘッドの基板位置に対する接触応力の変化を示すグラフである。
【図６】図１に示すサーマルヘッドの製造方法の一工程を示す断面図である。
【図７】図６に示す工程の次工程を示す断面図である。
【図８】図７に示す工程の次工程を示す断面図である。
【図９】図８に示す工程の次工程を示す断面図である。
【図１０】レジストベーク時間が一定で、レジストベーク温度が異なるレジスト層の形状を比較して示す断面図である。
【図１１】レジストベーク温度が一定で、レジストベーク時間が異なるレジスト層の形状を比較して示す断面図である。
【図１２】サーマルヘッドの従来構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１     基板
１ａ   基板表面
１ｅ   基板端面（エッジ部）
２     蓄熱層
２ａ   均一厚部
２ｂ   隆起形状部
３     絶縁層
４ａ   発熱抵抗体
５     絶縁バリア層
６     共通電極
７     個別電極
８     Ａｌ電極
１０   レジスト層
１０ａ 均一厚部
１０ｂ 隆起形状部
１０Ｐ 頂点位置
Ｄ     蓄熱層の膜厚方向の全領域（頂点位置から基板表面までの全領域）
Ｄｃ   断面真円領域
Ｅ     エッジ距離
Ｈ     サーマルヘッド
Ｐ     頂点位置
Ｒ     曲率半径
ｔａ   蓄熱層の均一厚部における膜厚
ｔｐ   蓄熱層の頂点位置における膜厚
ｘ１   発熱抵抗体の抵抗長方向の中心位置
ｘ２   発熱抵抗体の抵抗長方向の中心位置
α     コーナー部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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